新型可支持.Net IL指令的处理器设计

发布时间：2020-11-10 15:46

　　 Java技术在嵌入式方面已经得到了广泛应用,而在桌面领域能和Java抗衡的.Net技术在嵌入式领域却未有广泛应用。针对此种情况,本文设计了一个新型的可支持.Net IL指令的处理器picoDotNet,该处理器采用栈式结构,采用六级流水线,并用微码方式实现指令,这使得该处理器灵活并具有很强扩展性,可以广泛适用于嵌入式领域。经应用程序测试,其性能高效,很好地支持了.Net IL指令。
【部分图文】：

得picoDotNet可以更好的适应和支持.Net IL指令集。这种结构和常见基于寄存器结构的RISC处理器的体系结构有很大区别,如图1所示。图1　picoDotNet栈式体系结构在这种体系结构设计下,所有指令都是对Evaluation栈进行操作。例如ldarg.0从参数基址寄存器将参数加载进堆栈。Ldloc.0从局部变量基址寄存器将局部变量加载进堆栈。add命令对栈顶的两个操作数进行加法。picoDotNet体系结构具有以下特点:1)指令系统简单,扩展方便。一般基于寄存器结构的RISC处理器的指令格式是<操作码><条件><目的寄存器地址><源寄存器地址><操作数>,带有源/目的寄存器地址和操作数。而IL指令采用栈式结构,不使用寄存器,操作数存放于堆栈里,所以IL指令的整个字节码就是操作码,没有寄存器地址和操作数。2)指令寻址方式简单。常见基于寄存器的RISC处理器寻址方式一般有立即数寻址

IL可执行程序。图3　picoDotNet软件验证平台图3是picoDotNet的软件验证平台,通过这种平台,验证了通过trap机制,picoDotNet可以支持全部215条指令。此后我们把信号处理中常用的几种算法使用C#实现,再使用编译器将其编译成.Net IL可执行文件,分别在picoDotNet平台和原先未采用picoDotNet即通过虚拟机来动态翻译到ARM指令的平台上执行,得到如表1所示的数据。表1　各算法在各平台所需时钟周期数FFT DCT IIR FIRpicoDotNet 100024 64332 23110 13446ARM 1.78*1061.34*1064.56*1056.86*104由表1可以看出在信号处理的几个算法中,使用了picoDotNet要比不使用picoDotNet要快到5~15倍左右。这一点达到了我们设计picoDotNet的预期目的。4　结　　论随着.Net的流行
【共引文献】

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1 黄健;智能卡COS的研究与设计[D];广东工业大学;2008年

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本文编号：2878090